MC还原广州塔灯光的设想、截至目前的所有尝试

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这是25年月7日在MC里还原的广州塔灯光效果

序 我在2023年下半年在游戏中用小木斧搭建了一个2:1的广州塔，当时搭建出来后，到了夜晚少了广州塔土土的灯光就觉得没有那味，所以就开始尝试各种方法去还原灯光效果

尝试一：使用材质包的动画效果（2024年8月实现）

想必这应该是最简单粗暴的实现效果了，想要达到既能变化颜色又能在夜晚发光的效果，使用支持optifine的游戏版本和制作一个支持emissive材质包就行了

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参考文章：
https://ewanhowell.com/guides/emissive-textures/
https://optifine.readthedocs.io/emissive_textures.html
https://optifine.readthedocs.io/custom_animations.html

参考支持emissive的材质包：
https://ewanhowell.com/resourcepacks/example-emissive-textures/

第一步：将一个现成的材质包删减成只剩以下目录结构

├─pack.mcmeta
├─pack.png
└─assets
    ├─其他模组材质目录
    │  ├─optifine
    │  └─textures
    │      └─block
    └─minecraft
        ├─optifine
        └─textures
            └─block

第二步：在 assets/minecraft/optifine 创建一个 emissive.properties 文件，保存以下内容

suffix.emissive=_e

此.properties文件会使optifine将材质包中名称以 _e 结尾的任何纹理加载为自发光纹理

第三步：创建动画纹理

  1. 选择16种不同方块（建议选用染色方块，刚好16种），我用的是1.20.1版本的coloredbrick模组的染色方块
  2. 类似水的材质，材质动画要求将所有动画帧画在同一个png图片中，垂直或竖直排列，为了复原广州塔灯效，则需要借助绘图工具绘制和导出，例如即时设计，可直接导出像素png并直接命名材质名，注意添加后缀 _e
  3. 将材质图片放入 assets\minecraft（或其他模组名）\textures\block 里面，并用python执行以下代码：
点击查看python代码 
import os
import json

def create_mcmeta_files(directory):
    # 遍历目录中的所有文件
    for filename in os.listdir(directory):
        # 检查文件名是否以'_e.png'结尾
        if filename.endswith('_e.png'):
            # 构建.mcmeta文件名
            mcmeta_filename = filename + '.mcmeta'
            mcmeta_path = os.path.join(directory, mcmeta_filename)
            
            # 创建要写入的JSON数据
            mcmeta_data = {
                "ctm": {
                    "ctm_version": 1,
                    "layer": "CUTOUT",
                    "extra": {
                        "light": 12
                    }
                },
                "animation": {
                    "width": 1,
                    "height": 1,
                    "frametime": 4
                }
            }
            
            # 将JSON数据写入文件
            with open(mcmeta_path, 'w') as f:
                json.dump(mcmeta_data, f, indent=4)
            
            print(f"已创建: {mcmeta_filename}")

def main():
    # 提示用户输入目录路径
    directory = input("请输入目录路径: ")
    
    # 检查目录是否存在
    if not os.path.isdir(directory):
        print("错误: 指定的目录不存在!")
        return
    
    # 创建.mcmeta文件
    create_mcmeta_files(directory)
    print("处理完成!")

if __name__ == "__main__":
    main()
即可完成动画和发光材质的制作，打开游戏就有前面图片中的效果

不足

虽然这个可以完美兼容光影且性能最好、各版本都可以使用，但是需要多种方块来达到动态颜色变化的动画效果，而且做不到像现实中广州塔各种形式的彩虹变化效果

尝试二：使用彩色光源模组

有很多模组能够在不使用光影实现在原版的彩色光源，例如Shimmer、ColoredLux等

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在这里以ColoredLux为例（因为没试过用Shimmer还原）

版本：1.12.2 + forge + HammerLib12.2.58 + ColoredLux12.6.34

ColoredLux支持玩家自制Lux Pack（类似材质包）为其他模组的方块和实体绑定彩色光源效果，并且支持使用JavaScript（ES5）来控制，这就非常适合用于制作变化灯光效果了
看了下模组源码，这个模组是基于方块和实体的世界坐标来渲染光照的，那就比较容易控制哪些光源是什么颜色了
第一步：安装模组

第二步：在 1.12.2\luxpacks，即游戏目录中由ColoredLux模组自动生成的lux pack目录中，创建一个towerLight文件夹，并创建以下文件

├─icon.png
├─main.js
├─pack.json
└─scripts

icon.png 是当前lux pack的图标
pack.json 为以下内容，表示lux pack的信息，其中dependencies写了 littletiles 是因为这个尝试中，我用了littletiles这个模组还原了个2:3的广州塔，并将使用littletiles的方块作为彩色光源：

{
	"api": 2,
	"name": "towerLight",
	"authors": [ "null" ],
	"description": "",
	"dependencies": [ "littletiles" ]
}

main.js 为以下内容，表示需要绑定彩色光照的方块或实体，addTileScript第一个参数表示某个模组某个注册的tile或tileentity的完整类名（若想绑定实体，需要改为addEntityScript方法，并将实体的完整类名作为第一个参数），第二个参数表示JavaScript脚本控制的文件相对路径：

function main() {
  addTileScript("com.creativemd.littletiles.common.tileentity.TileEntityLittleTiles", "scripts/snow.js");
}

scripts 是一个文件夹，里面在创建一个 snow.js 文件，即可

第三步：使用JavaScript控制彩色光源
在 snow.js 文件中保存以下代码，即可实现对littletiles模组搭建的雪小方块的简单彩色光照效果（更多API请查阅源码）：

点击查看代码 
import com.zeitheron.hammercore.utils.color.ColorHelper;

function redColor(pos, sunAngle, aa, bb, cc) {
	var phase = 600.0 * sunAngle + 0.1 * (aa * pos.x + bb * pos.y + cc * pos.z);
	return Math.min(Math.max(2.0 * Math.sin(phase) + 0.5, 0.0), 1.0);
}

function greenColor(pos, sunAngle, aa, bb, cc) {
	var phase = 600.0 * sunAngle - 79.9999999 + 0.1 * (aa * pos.x + bb * pos.y + cc * pos.z);
	return Math.min(Math.max(2.0 * Math.sin(phase) + 0.5, 0.0), 1.0);
}

function blueColor(pos, sunAngle, aa, bb, cc) {
	var phase = 600.0 * sunAngle - 39.9999999 + 0.1 * (aa * pos.x + bb * pos.y + cc * pos.z);
	return Math.min(Math.max(2.0 * Math.sin(phase) + 0.5, 0.0), 1.0);
}

function light(world, poss, tileEntity) {
	var bld = Light.builder().pos(poss).color(ColorHelper.multiply(0x088088, 0.5), false).radius(10).build()
	var iterator = tileEntity.groups().iterator();
	while (iterator.hasNext()) {
		var parentTileList = iterator.next();
		var tileSize = parentTileList.size();
		for (var i = 0; i < tileSize; i++) {
			var littleTile = parentTileList.get(i)
			var blockName = littleTile.getBlock().toString();
			if (blockName.indexOf("now") !== -1) {
				var tileBox = littleTile.getBox();
				var center = tileBox.getCenter();
				var pos = {
					x: bld.x + center.x / 16.0,
					y: bld.y + center.y / 16.0,
					z: bld.z + center.z / 16.0,
				};

				var time = world.getWorldTime();
				var aa, bb, cc;
				var MODE_COUNT = 2;
				var SHOW_TIMES = 40;
				var sunAngle = time / 24000;
				var cyclePosition = sunAngle * SHOW_TIMES;
				var currentMode = Math.floor(cyclePosition) % MODE_COUNT;
				if (currentMode === 0) {
					aa = 0.0;
					bb = 0.0;
					cc = 0.0;
				} else {
					aa = 2.0;
					bb = -1.0;
					cc = 0.0;
				}
				var r = redColor(pos, sunAngle, aa, bb, cc);
				var g = greenColor(pos, sunAngle, aa, bb, cc);
				var b = blueColor(pos, sunAngle, aa, bb, cc);
				var bder = Light.builder().pos(poss).color(r, g, b, 1.0).radius(2).build();
				add(bder);
			}
		}

	}
}

不足

虽然这种方式能直接对世界坐标系中的方块或实体实现彩色光照，但是

  • 在数量上如果过多就会导致性能大幅下降
  • ta的光照是能透过不完整方块的，导致出现完全染色的效果
  • 模组依赖性强，且作者没有更新到新版本的意愿，不利于版本迁移
  • 不兼容光影

尝试三：使用支持彩色光照的光影

支持彩色光照的光影有很多，如Complementary、Photon Shaders等，文章封面的效果就是 Photon Shaders 实现的
尝试了一下，Complementary 似乎是根据屏幕位置来渲染彩色光照的，这就没办法控制不同地方的光源有不同的变化了
而 Photon Shaders 是采用 体素化 + FloodFill 来实现的彩色光照，确实是用坐标来定位彩色光源位置，但是是以玩家为原点的坐标系来定位，所以我们首先就需要变换坐标：

假设广州塔的位置是C，玩家的位置是B
在世界坐标系中，C(\(x_1\), \(y_1\), \(z_1\))，B(\(x_B\), \(y_B\), \(z_B\))
在以B为原点的坐标系（坐标轴方向与世界坐标系一致）中，C(\(x_2\), \(y_2\), \(z_2\))
那么转换公式为：
\(x_1=x_B+x_2\)
\(y_1=y_B+y_2\)
\(z_1=z_B+z_2\)

然后用 尝试二 代码中类似的方法魔改 FloodFill.glsl 就能实现了

不足

直接使用光影，在实现复原广州塔灯光效果的同时，实现游戏其他部分的光影效果，性能上比尝试二要好很多。美中不足的是彩色光照的体素空间有限制，一旦广州塔移出了以玩家为中心的体素空间，彩色光照效果就会消失，另外在穿透非完整方块的实现上欠佳。如果强制加大体素空间，性能会大幅下降

总结（以下为智谱清言生成）

维度 尝试一：材质包 尝试二：模组 尝试三：光影
核心技术 OptiFine的emissive自发光材质 + 自定义动画纹理 Forge模组，通过Lux Pack和JavaScript为方块/实体绑定动态彩色光源 光影包的体素化与FloodFill算法，在着色器层面实现彩色光照
实现效果 方块表面发光并播放预设的颜色动画 在世界坐标系中精确控制每个方块/实体的光照颜色、亮度和范围，可实现复杂的逻辑动画 在玩家周围一定范围内渲染逼真的彩色光照，能与光影的其他效果（如阴影、水面反射）完美融合
优点 1. 性能最佳：对游戏性能影响极小
2. 兼容性好：兼容所有支持OptiFine的光影
3. 版本跨度大：适用于所有版本
4. 实现简单：无需编程，只需制作材质和配置文件		 1. 控制精度高：可针对世界坐标的每一个方块进行独立控制
2. 动态逻辑强：使用JavaScript编程，可实现基于时间、位置、玩家交互等复杂逻辑的灯光秀
3. 无需光影：在不使用或无法使用光影的设备上也能实现彩色光		 1. 视觉效果最佳：光照最真实，能与场景环境（如阴影、反射）互动，沉浸感最强
2. 性能相对较好：在有效范围内，性能优于同规模的彩色光源模组
3. 集成度高：是光影效果的一部分，无需额外为灯光本身安装功能性模组
缺点 1. 动画模式单一：无法实现复杂的、有逻辑的渐变或彩虹效果
2. 资源消耗大：占用大量方块，对建筑结构有要求
3. “假”光源：仅方块自身发光，不会照亮周围环境		 1. 性能瓶颈明显：当光源数量巨大时（如整个广州塔），会导致帧数急剧下降
2. 光影不兼容：与大多数光影包冲突，无法同时使用
3. 版本依赖性强：模组作者更新慢，难以迁移到新版本
4. 光照穿透问题：光线会穿透非完整方块，导致“染色”效果不真实		 1. 范围限制：光照效果受限于以玩家为中心的体素空间，距离过远或塔身过高时效果会消失
2. 穿透问题欠佳：在处理非完整方块时，光照效果不能穿透
4. 硬件要求高：对显卡性能有较高要求

未来进一步实现的设想

针对每种尝试的不足，未来可以从以下几个方面进行深化和优化：

尝试一：使用材质包的动画效果

  • 设想一：结合数据包与命令方块
    • 思路：虽然材质包本身的动画是固定的，但可以利用游戏内的/execute和/data命令，结合tick函数的数据包，在游戏运行时动态更换广州塔的方块。例如，预先制作好对应不同颜色帧的多个结构方块（NBT文件），然后通过命令按顺序、按位置加载这些结构，从而实现宏观上的动态变化
    • 优势：可以突破材质包动画的单一性，实现更复杂的、有逻辑的灯光模式切换（如节日模式、日常模式、彩虹模式等）
    • 挑战：命令执行和结构加载对性能有一定压力，且实现过程较为繁琐，需要精确的坐标计算和时序控制
  • 设想二：利用更高级的材质包特性
    • 思路：深入研究OptiFine的自定义物品模型或实体模型特性，或许可以将整个广州塔的灯光部分做成一个巨大的、由多个部分组成的“实体”或“物品”，然后利用材质包的条件渲染（如基于游戏时间、天气、玩家所在生物群系）来切换其显示的纹理，实现更智能的灯光变化
    • 优势：理论上可以实现比方块动画更复杂的逻辑，且对游戏世界的影响更小
    • 挑战：技术实现非常复杂，文档和案例较少，需要大量的试错和探索

尝试二：使用彩色光源模组

  • 设想一：性能优化与光源分组
    • 思路：针对性能问题，可以在JavaScript脚本中进行优化。例如，将塔上功能相似、位置相近的多个小方块“合并”为一个虚拟的、范围更大的光源进行计算和渲染，而不是为每一个小方块都创建一个光源。通过空间分区算法（如四叉树、八叉树）来管理光源，只计算和渲染玩家视野内或一定距离内的光源
    • 优势：能显著降低同时渲染的光源数量，大幅提升性能
    • 挑战：需要深厚的编程功底和对模组API的深入理解，实现复杂的空间管理和逻辑简化
  • 设想二：开发或寻找现代版的替代模组
    • 思路：鉴于ColoredLux等模组更新慢，可以尝试在Fabric或更高版本的Forge上寻找或自己开发一个功能类似的现代模组。新的模组可以利用更现代的渲染API（如Vulkan、OpenGL的更高版本特性），从底层优化渲染效率，并解决光照穿透问题
    • 优势：一劳永逸地解决版本兼容性问题，并有可能从根本上提升性能和效果
    • 挑战：开发一个功能完善的模组工作量巨大，需要专业的模组开发知识

尝试三：使用支持彩色光照的光影

  • 设想一：动态调整体素空间
    • 思路：修改光影的源代码，使其体素空间不再是固定的以玩家为中心的立方体，而是可以动态调整的。例如，可以设置一个“焦点”坐标（即广州塔的基座坐标），让体素空间始终围绕这个焦点生成和计算，或者根据玩家与焦点建筑的距离动态缩放体素空间的大小
    • 优势：彻底解决因距离过远导致灯光消失的问题，确保无论玩家在哪个角度观看，广州塔的灯光效果都是完整的
    • 挑战：需要对光影渲染管线有极深的理解，修改核心算法非常困难，且可能带来新的性能问题
  • 设想二：混合渲染方案
    • 思路：将“尝试一”和“尝试三”结合。在光影中，只处理广州塔轮廓上关键节点的、大范围的彩色光源（用于照亮环境和产生氛围）。而塔身细节上的、密集的灯光变化，则通过emissive自发光材质来实现。这样，光影负责“照亮世界”，材质包负责“点亮塔身”
    • 优势：兼顾了性能与效果。光影的计算量不会因为细节光源过多而爆炸，同时材质包的emissive材质可以完美展现细节动画，且不受体素空间限制
    • 挑战：需要精心设计和协调两种光源的亮度、颜色和范围，避免视觉冲突或效果叠加不当。这更像是一种艺术和技术的平衡，而非纯技术实现
      综上所述，每种方法都有其独特的价值和改进空间。未来的实现可以不再是单一路径的极致追求，而是根据实际需求，将不同方法的优势结合起来，创造出性能、效果和兼容性俱佳的最终方案
posted @ 2025-09-29 01:03  鼓舞人心的杰克森  阅读(21)  评论(1)    收藏  举报